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污泥脫水
來(lái)源：本站 作者：匿名 發(fā)布：2010/6/28 修改：2010/6/28
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污泥經(jīng)濃縮之后，其含水率仍在94%以上，呈流動(dòng)狀，體積很大。濃縮污泥經(jīng)消化之后，如果排放上清液，其含水率與消化前基本相當(dāng)或略有降低；如不排放上清液，則含水率會(huì)升高。總之，污泥經(jīng)濃縮或消化之后，仍為液態(tài)，體積很大，難以處置消納，因此還需進(jìn)行污泥脫水。濃縮主要是分離污泥中的空隙水，而脫水則主要是將污泥中的吸附水和毛細(xì)水分離出來(lái)，這部分水分約占污泥中總含水量的15～ 25%。假設(shè)某處理廠有1000m3由初沉污泥和活性污泥組成的混合污泥，其含水率為97.5%，含固量為2.5%，經(jīng)濃縮之后，含水率一般可降為95%，含固量增至5%， 污泥體積則降至500m3。此時(shí)體積仍很大，外運(yùn)處置仍很困難。如經(jīng)過(guò)脫水，則可進(jìn)一步減量，使含水率降至75%，含固量增至25%，體積則減至100m3以后，其體積減至濃縮前的1/10，減至脫水前的1/5，大大降低了后續(xù)污泥處置的難度。
污泥脫水分為自然干化脫水和機(jī)械脫水兩大類。自然干化系將污泥攤置到由級(jí)配砂石鋪墊的干化場(chǎng)上，通過(guò)蒸發(fā)、滲透和清液溢流等方式，實(shí)現(xiàn)脫水。這種脫水方式適于村鎮(zhèn)小型污水處理廠的污泥處理，維護(hù)管理工作量很大，且產(chǎn)生大范圍的惡臭。
機(jī)械脫水系利用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行污泥脫水，因而占地少，與自然干化相比，惡臭影響也較小，但運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較高。 機(jī)械脫水的種類很多，按脫水原理可分為真空過(guò)濾脫水、壓濾脫水和離心脫水三大類，國(guó)外目前正在開發(fā)螺旋壓榨脫水，但尚未大量推廣。真空過(guò)濾脫水系將污泥置于多孔性過(guò)濾介質(zhì)上，在介質(zhì)另一側(cè)造成真空，將污泥中的水分強(qiáng)行“吸入”，使之與污泥分離，從而實(shí)現(xiàn)脫水。常用的設(shè)備有各種形式的真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾脫水機(jī)。壓濾脫水系將污泥置于過(guò)濾介質(zhì)上，在污泥一側(cè)對(duì)污泥施加壓力，強(qiáng)行使水分通過(guò)介質(zhì)，使之與污泥分離，從而實(shí)現(xiàn)脫水，常用的設(shè)備有各種形式的帶式壓濾脫水機(jī)和板框壓濾機(jī)。離心脫水系通過(guò)水分與污泥顆粒的離心力之差使之相互分離從而實(shí)現(xiàn)脫水，常用的設(shè)備有各種形式的離心脫水機(jī)。
以上幾種脫水設(shè)備都已有幾十年的使用歷史，但具體使用情況存在很大差別。二十世紀(jì)六七十年代建設(shè)的處理廠，大多采用真空過(guò)濾脫水機(jī)，但由于其泥餅含水率較高、噪聲大、占地也大，而其構(gòu)造及性能本身又無(wú)較大的改進(jìn)，二十世紀(jì)80年代以來(lái)，已很少采用。板框壓濾脫水機(jī)泥餅含水率最低，因而一直在采用。但這種脫水機(jī)為間斷運(yùn)行，效率低，且操作麻煩，維護(hù)量很大，所以使用并不普遍，僅在要求出泥含水率很低的情況下使用。目前國(guó)內(nèi)新建的處理廠，絕大部分都采用帶式壓濾脫水機(jī)，因?yàn)樵摲N脫水機(jī)具有出泥含水率較低且穩(wěn)定、能耗少、管理控制不復(fù)雜等特點(diǎn)。離心脫水機(jī)噪音 大、能耗高、處理能力低，因此以前使用較少。但80年代中期以來(lái)，離心脫水技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，尤其是有機(jī)高分子絮凝劑的普遍應(yīng)用，使離心脫水機(jī)處理能力大大提高,加之全封閉無(wú)惡臭的特點(diǎn)，離心脫水機(jī)采用的越來(lái)越多。鑒于以上發(fā)展趨勢(shì)，本文將主要介紹帶式壓濾脫水機(jī)和離心式脫水機(jī)的運(yùn)行控制和維護(hù)管理。
污泥在機(jī)械脫水前，一般應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理，也稱為污泥的調(diào)理或調(diào)質(zhì)。這主要是因?yàn)槌鞘形鬯幚硐到y(tǒng)產(chǎn)生的污泥，尤其是活性污泥脫水性能一般都較差，直接脫水將需要大量的脫水設(shè)備，因而不經(jīng)濟(jì)。所謂污泥調(diào)質(zhì)，就是通過(guò)對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理，改善其脫水性能，提高脫水設(shè)備的生產(chǎn)能力，獲得綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。污泥調(diào)質(zhì)方法有物理調(diào)質(zhì)和化學(xué)調(diào)質(zhì)兩大類。物理調(diào)質(zhì)有淘洗法、冷凍法及熱調(diào)質(zhì)等方法，而化學(xué)調(diào)質(zhì)則主要指向污泥中投加化學(xué)藥劑，改善其脫水性能。以上調(diào)質(zhì)方法在實(shí)際中都有采用，但以化學(xué)調(diào)質(zhì)為主，原因在于化學(xué)調(diào)質(zhì)流程簡(jiǎn)單，操作不復(fù)雜，且調(diào)質(zhì)效果很穩(wěn)定。
一、污泥的脫水性能及其影響因素
1.脫水性能指標(biāo)
脫水性能系指污泥脫水的難易程度。不同種類的污泥，其脫水性能不同；即使同一種類的污泥，其脫水性能也因廠而異。衡量污泥脫水性能的指標(biāo)主要有二，一個(gè)是污泥的比阻(R)，另一個(gè)是污泥的毛細(xì)吸水時(shí)間(CST)。
污泥的比阻系指在一定壓力下，在單位過(guò)濾介質(zhì)面積上，單位重量的干污泥所受到的阻力，常用R(m/kg)表示，計(jì)算公式如下:
R=2•P•A2•b/(μ•W) (1)
式中，P為脫水過(guò)程中的推動(dòng)力(N/m2)；對(duì)于真空過(guò)濾脫水P為真空形成的負(fù)壓，對(duì)于壓濾脫水P為濾布施加到污泥層上的壓力；A為過(guò)濾面積(m2)；μ為濾液的粘度(N•S/m2)；W位單位體積濾液上所產(chǎn)生的干污泥重量(kg/m3)；b位比阻測(cè)定中的一個(gè)斜率系數(shù)(S/m6)，其值取決于污泥的性質(zhì)。
R的單位還常采用S2/g•mkg與S2/g的換算關(guān)系為:1m/kg=9.81×103×S2/g。已有很多人發(fā)現(xiàn)，S2/g是一個(gè)錯(cuò)誤單位，不能真正反應(yīng)比阻的物理意義。因此在實(shí)際測(cè)定中，最好統(tǒng)一采用m/kg作為比阻的單位。比阻有一套專用的測(cè)定裝置，如圖1所示，主要包括布氏漏斗、過(guò)濾介質(zhì)、抽濾器、量筒、真空表和真空泵等部分。主要測(cè)定程序如下:
(1)準(zhǔn)備好待測(cè)泥樣，泥樣量一般為50～200mL之間。該泥樣應(yīng)已測(cè)得其含固量。
(2)對(duì)于真空過(guò)濾，則在布式漏斗的金屬承托網(wǎng)上鋪一層濾紙，并用少許蒸餾水潤(rùn) 濕。對(duì)于帶式壓濾脫水，則在金屬承托網(wǎng)上鋪一層脫水用濾布，也用蒸餾水潤(rùn)濕。
(3)將50～200mL污泥樣均勻倒入漏斗內(nèi)的濾紙或?yàn)V布上，靜置一段時(shí)間，直至漏斗底部不再有濾液流出。該段時(shí)間一般約2min。
(4)開啟真空泵，至額定真空度(一般為380mmHg)時(shí)，開始記錄濾液體積，每隔15s記錄一次，直至漏斗污泥層出現(xiàn)裂縫，真空被破壞為止。在該過(guò)程中，應(yīng)不斷調(diào)節(jié)控制閥，使真空度保持恒定。
(5)從濾紙上取出部分泥樣，測(cè)其含固量Cμ；從量筒內(nèi)取部分濾液，測(cè)其含固量Ce，并測(cè)其溫度。
(6)將記錄的過(guò)濾時(shí)間t除以對(duì)應(yīng)的濾液體積V，得t/v值，以t/v為縱坐標(biāo)，以V為橫坐標(biāo)，可得圖2所示的曲線，該曲線的直線段部分的斜率即為b值(s/m6)。
(7)W值可用下式計(jì)算:
W= Cμ(C0-Ce)/(C0-Cμ) (2)
(8)A為濾紙或?yàn)V布的面積(m2)；P為真空產(chǎn)生的負(fù)壓N/m2。μ可近似取相應(yīng)溫度時(shí)水的粘度(N•S/m2)。將A、P、b、1h W值代人公式(2)，即得該泥樣的比阻。
【實(shí)例計(jì)算】某處理廠初沉污泥經(jīng)濃縮后，含固量為5.1%，經(jīng)比阻試驗(yàn)后，濾紙上污泥的含固量為26.3%，濾液的含固量為0.52%，溫度為20℃。比阻測(cè)定中的真空負(fù)壓為380mmHg，濾紙的過(guò)濾面積為78.5cm2，t/v — V曲線上直線段斜率為0.025s/cm6。試計(jì)算該種污泥的比阻。
解:已有數(shù)據(jù)及單位換算為
A=78.5cm2=7.85×10-3m2
P=380mnHg=4.9×104N/m2
b=0.025s/cm6=2.5×1010S/m6
20℃時(shí)，取μ=1.029×l0-4kg•s/m2=1.029×10-3N•S/m2，C0=5.1%，Cμ=26.3%，Ce =0.52%。
將C0、Cμ、Ce代人式(2)，得
W=26.3%×(5.1%-0.52%)/(26.3%-5.1%)=5.68%≈56.8kg/m3
將A、P、b、μ、W值代人式(1)，得
R=2×4.9×104×7.85×10-3×7.85×10-3×2.5×1010/(56.8×1.029×10-3)
=2.58×1012m/kg
即該污泥樣品的比阻值為2.58×1012m/kg。
污泥的毛細(xì)吸水時(shí)間系指污泥中的毛細(xì)水在濾紙上滲透1cm距離所需要的時(shí)間，常用CST表示。有專用的CST測(cè)定裝置，如圖3所示，主要包括泥樣容器、吸水 濾紙和計(jì)時(shí)器三部分。A、B兩點(diǎn)的距離為1cm；當(dāng)污泥中的水分滲透至A點(diǎn)時(shí)，計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，至B點(diǎn)時(shí)，計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)，測(cè)得的時(shí)間即為CST值。
R和CST是衡量污泥脫水性能的兩個(gè)不同的指標(biāo)，各有優(yōu)缺點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，比阻能非常準(zhǔn)確地反映出污泥的真空過(guò)濾脫水性能，因?yàn)楸茸铚y(cè)定過(guò)程與真空過(guò)濾脫水過(guò)程是基本相近的。比阻也能較準(zhǔn)確地反映出污泥的壓濾脫水性能，但不能準(zhǔn)確地反映污泥的離心脫水性能，因?yàn)殡x心脫水過(guò)程與比阻測(cè)定過(guò)程相差甚遠(yuǎn)。CST適用于所有的污泥脫水過(guò)程，但要求泥樣與待脫水污泥的含水率完全一致，因CST測(cè)定結(jié)果受污泥含水率的影響非常大。例如，同一污水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥，不管排泥濃度高低，其脫水性能 應(yīng)是相同的，其CST值也應(yīng)相等。但實(shí)測(cè)CST時(shí)，含水率越大，CST也越大。另外，比阻R測(cè)定過(guò)程較復(fù)雜，受人為因素干擾較大，測(cè)定結(jié)果的重現(xiàn)性較差；CST測(cè)定簡(jiǎn)便， 測(cè)定速度快，測(cè)定結(jié)果也較穩(wěn)定，因此在實(shí)際運(yùn)行控制中一般都采用CST作為污泥脫水性能指標(biāo)。
2.不同污泥的脫水性能及其影響因素
不同種類的污泥，脫水性能相差很大，因而其R值和CST值相差甚遠(yuǎn)。即使同一種污泥，不同處理廠測(cè)得的R和CST也相差較多(有時(shí)會(huì)相差幾倍)。
一般來(lái)說(shuō)，初沉污泥的脫水性能較好；一些處理廠的初沉污泥，其比阻R會(huì)低至2.0×1013m/kg，此時(shí)污泥不經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)，也可進(jìn)行機(jī)械脫水。人流污水中工業(yè)廢水的成分會(huì)影響初沉污泥的脫水性能，但其影響有時(shí)增強(qiáng)有時(shí)削弱，具體取決于工業(yè)廢水的成分。鋼鐵或機(jī)械加工行業(yè)的廢水，會(huì)使初沉污泥的脫水性能增強(qiáng)；而食品釀造或皮革加工等行業(yè)的廢水會(huì)使初沉污泥的脫水性能降低。腐敗的污泥脫水性能會(huì)降低，因污泥顆粒變小，并產(chǎn)生氣體。
活性污泥的脫水性能一般都很差，其比阻常在10.0×1013m/kg，CST常在100s之上，不經(jīng)調(diào)質(zhì)，無(wú)法進(jìn)行機(jī)械脫水。泥齡越長(zhǎng)的污泥，脫水性能越差；SVI值越高的污泥，其脫水性能也越差。一般來(lái)說(shuō)，發(fā)生膨脹的活性污泥，無(wú)法進(jìn)行機(jī)械脫水，否則會(huì)耗用大量的化學(xué)藥劑進(jìn)行調(diào)質(zhì)。
初沉污泥與活性污泥的混合污泥，其脫水性能取決于兩種污泥分別的脫水性能，以及每種污泥所占的比例。一般來(lái)說(shuō)，活性污泥比例越大，混合污泥的脫水性能也越差。
消化污泥與消化前的生污泥相比，雖然污泥顆粒減小，但顆粒的有機(jī)分降低，比重增大，粘度減小，因而其脫水性能會(huì)略有提高。但已發(fā)現(xiàn)一些處理廠的污泥經(jīng)消化之后比阻增大，脫水性能惡化。其原因系由于消化采用機(jī)械攪拌，攪拌強(qiáng)度太大，將污泥絮體打碎。采用沼氣攪拌的消化池一般無(wú)此情況。
二、污泥的化學(xué)調(diào)質(zhì)
污泥的比阻R和毛細(xì)吸水時(shí)間CST越大，污泥的脫水性能越差。一般認(rèn)為，只有當(dāng)污泥的比阻R小于4.O×1013m/kg或毛細(xì)吸水時(shí)間CST小于20s時(shí)，才適合進(jìn)行機(jī)械脫水。除少量處理廠的初沉污泥以外，絕大部分處理廠的初沉污泥和所有污水處理工藝系統(tǒng)產(chǎn)生的剩余污泥，其比阻均在4.0×1013m/kg之上，CST均在2Os之上。因此，初沉污泥、活性污泥或二者組成的混合污泥，經(jīng)濃縮或消化之后，均應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)，降低其R值或CST，再進(jìn)行機(jī)械脫水。
1.混凝劑與絮凝劑的種類及其作用機(jī)理 污泥調(diào)質(zhì)所用的藥劑可分為兩大類，一類是無(wú)機(jī)混凝劑，另一類是有機(jī)絮凝劑。無(wú)機(jī)混凝劑包括鐵鹽和鋁鹽兩類金屬鹽類混凝劑以及聚合氧化鋁等無(wú)機(jī)高分子混凝劑。有機(jī)絮凝劑主要是聚丙烯酰胺等有機(jī)高分子物質(zhì)。絮凝劑一詞只是習(xí)慣叫法，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)也是混凝劑。另外，污泥調(diào)質(zhì)中還使用一類不起混凝作用的藥劑，稱為助凝劑。常用的助凝劑有石灰、硅藻土、木屑、粉煤灰、細(xì)爐渣等惰性物質(zhì)。助凝劑的作用是調(diào)節(jié)污泥的pH(如加石灰)，或提供形成較大絮體的骨料，改善污泥顆粒的結(jié)構(gòu)，從而增強(qiáng)混凝劑的混凝作用。
常用的鐵鹽昆凝劑是三氯化鐵。該種混凝劑適合的pH在6.8～8.4之間，因其水解過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生H+，降低pH，因而一般需投加石灰作為助凝劑。三氯化鐵在對(duì)污泥的調(diào)質(zhì)中能生成大而重的絮體，使之易于脫水，因而使用較多。對(duì)于混合生污泥來(lái)說(shuō)，三氯化鐵的加藥量一般為20～60%，要求相應(yīng)的石灰技加量一般為200～400%，消化污泥的石灰投加量一般為100～200%。使用三氯化鐵的一個(gè)較大缺點(diǎn)，是其對(duì)金屬管道或設(shè)備有較強(qiáng)烈的腐蝕，使之降低使用壽命。鋁鹽混凝劑一般采用硫酸鋁。該種混凝劑調(diào)質(zhì)效果不如三氯化鐵，且用量也較大，但由于無(wú)腐蝕性，且儲(chǔ)運(yùn)方便，使用也較多。聚合氯化鋁作為一種高分子無(wú)機(jī)混凝劑，調(diào)質(zhì)效果好，投藥量少，雖價(jià)格偏高，但也有相當(dāng)程度的使用。
目前，人工合成有機(jī)高分子絮凝劑在污泥調(diào)質(zhì)中得到普遍使用，并基本上已取代了無(wú)機(jī)混凝劑。常用的有機(jī)高分子絮凝劑是聚丙烯酰胺(俗稱三號(hào)絮凝劑，PAM)，其聚合度n高達(dá)20000～90000，相應(yīng)的分子量高達(dá)到50～800萬(wàn)，通常為非離子型高聚物，但通過(guò)水解可產(chǎn)生陰離子型，也可通過(guò)引入基團(tuán)制成陽(yáng)離子型。污泥調(diào)質(zhì)常采用陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺，其作用機(jī)理包括兩個(gè)方面:一是其分子上帶電的部位能中和污泥膠體顆粒所帶的負(fù)電荷，使之脫穩(wěn)；二是利用其高分子的長(zhǎng)鏈條作用把許多細(xì)小污泥顆粒吸附并 纏結(jié)在一起，結(jié)成較大的顆粒。前一作用稱為壓縮雙電層，后一作用稱為吸附架橋。
按照離子密度的高低，陽(yáng)離子聚丙烯酰胺又分成弱陽(yáng)離子，中陽(yáng)離子和強(qiáng)陽(yáng)離子三種，實(shí)際中都采用較多。離子密度越高，其中和負(fù)電荷使污泥膠體顆粒脫穩(wěn)的作用越強(qiáng)，但高離子密度的PAM的分子量往往較小，吸附架橋能力較弱。因此以上三種PAM的污泥調(diào)質(zhì)效果一般相差不大。表1為三種PAM的陽(yáng)離子密度、分子量以及對(duì)消化污泥進(jìn)行調(diào)質(zhì)的加藥量范圍。
陽(yáng)離子PAM的離子密度、分子量及調(diào)質(zhì)加藥量 表1
分類 相對(duì)離子密度(%) 分子量 調(diào)質(zhì)加藥量
弱陽(yáng)離子PAM <10 4000000～8000000 0.25～5.0
中陽(yáng)離子PAM 10～25 1000000～4000000 1.0～5.0
強(qiáng)陽(yáng)離子PAM >25 500000～1000000 1.0～5.0
2.調(diào)質(zhì)藥劑的選擇
目前調(diào)質(zhì)效果最好的藥劑是陽(yáng)離子聚丙烯酰胺，雖然其價(jià)格昂貴，但使用卻越來(lái)越普遍。但具體到某一處理廠來(lái)說(shuō)，應(yīng)根據(jù)本廠的具體情況，在滿足要求的前提下，選擇綜合費(fèi)用最低的藥劑種類。
采用鐵鹽或鋁鹽等無(wú)機(jī)混凝劑，一般能使污泥量增加15～30%，另外其肥效和熱值也都將大大降低。因此當(dāng)污泥消納場(chǎng)離處理廠距離較遠(yuǎn)或污泥的最終處置方式為農(nóng)用或焚燒時(shí)，一般不適合采用無(wú)機(jī)混凝劑進(jìn)行污泥調(diào)質(zhì)。但當(dāng)消納廠離處理廠很近，且處 置方式為衛(wèi)生填埋時(shí)，采用該類藥劑有可能使綜合費(fèi)用降低。另外，使用該類藥劑還能在一定程度上降低脫水過(guò)程中產(chǎn)生的惡臭。富磷污泥脫水時(shí)，還能降低磷向?yàn)V液中的釋放量；當(dāng)采用石灰做助凝劑時(shí)，石灰還能起到一定的消毒效果。
采用聚丙烯酰胺進(jìn)行調(diào)質(zhì)，將泥量基本不變，其肥效和熱值都不降低，因此當(dāng)污泥脫水后用作農(nóng)肥或焚燒時(shí)，最好采用該類藥劑。另外，陽(yáng)離子型聚丙烯歐膠在調(diào)質(zhì)過(guò)程中，能與一些溶解性折光物質(zhì)生成沉淀，因而脫水濾液中污染物相對(duì)較少，呈透明狀。
調(diào)質(zhì)藥劑的選擇還與脫水機(jī)的種類有關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，帶式壓濾脫水機(jī)可采用任何一種藥劑進(jìn)行調(diào)質(zhì)污泥，而離心脫水機(jī)則必須采用高分子絮凝劑，其原因是離心機(jī)內(nèi)空間較小，對(duì)泥量要求很嚴(yán)格，如果采用無(wú)機(jī)藥劑，使泥量增加很多，將大大降低離心機(jī)的脫水能力。
很多處理廠為降低污泥調(diào)質(zhì)的綜合費(fèi)用，進(jìn)行了大量的探索。一個(gè)主要途徑就是采用了各種各樣的復(fù)合藥劑，即采用兩種或兩種以上的藥劑進(jìn)行污泥調(diào)質(zhì)。主要有以下幾種組合方式:
(1)三氯化鐵與陰離子聚丙烯酰胺組合，先加三氯化鐵，再加后者。其原理是三氯化鐵的電中和作用可使污泥膠體顆粒脫穩(wěn)，再通過(guò)陰離子聚丙烯酰胺的吸附架橋作用， 形成較大的污泥絮體。二種藥劑的共同作用，使總的藥劑費(fèi)用降低。
(2)三氯化鐵與弱陽(yáng)離子聚丙烯釀膠組合，先加三氯化鐵，再加后者。其原理與組合(1)基本相同。
(3)聚合氯化鋁與弱陽(yáng)離子聚丙烯酰胺組合。
(4)石灰與陰離子聚丙烯酰胺組合使用。
(5)聚合氯化鋁與三氯化鐵或硫酸鋁組合。
(6)陽(yáng)離子聚丙烯酰胺與一些助凝劑，如粉煤灰、細(xì)爐渣、木屑等合用，可降低其用量；國(guó)外一些處理廠嘗試在陽(yáng)離子聚丙烯骯膠加入污泥之間，先加入少量高錳酸鉀， 可使耗藥量降低25～30%，同時(shí)還具有降低惡臭的作用。
(7)陽(yáng)離子型和陰離子型聚丙烯酰胺共用。
許多污水處理廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，藥劑組合使用，往往比單獨(dú)使用一種的調(diào)質(zhì)效果要好，綜合費(fèi)用會(huì)降低，但具體采用哪種組合方式，則因廠而異，處理廠可結(jié)合本廠特點(diǎn)，選擇出本廠的最佳組合方式。可用燒杯攪拌試驗(yàn)初步選擇調(diào)質(zhì)藥劑，程序如下:
(1)取幾個(gè)1L的燒杯洗凈待用。
(2)向每個(gè)燒杯中加入600mL的待脫水泥樣。
(3)向每個(gè)泥樣中加入不同種類的調(diào)質(zhì)藥劑，投加量可按照每種藥劑的使用說(shuō)明，或參照其它處理廠的投加量確定。
(4)向每個(gè)泥樣中放入相同的攪拌器進(jìn)行攪拌，攪拌速度為75rpm，攪拌時(shí)間控制在3Os，然后停止攪拌，并取出攪拌器。
(5)觀測(cè)污泥絮體形成情況及其沉降情況，對(duì)絮體較大、沉降較快的泥樣，對(duì)應(yīng)的調(diào)質(zhì)藥劑為最佳選擇。
通過(guò)以上程序初步選擇的藥劑，還需用比阻或毛細(xì)吸水時(shí)間進(jìn)一步確認(rèn)并確定最佳投藥量，詳見(jiàn)后述。
3.最佳投藥量的確定
投藥量與污泥本身的性質(zhì)、環(huán)境因素以及脫水設(shè)備的種類有關(guān)系。要綜合以上因素，找到既滿足要求又降低加藥費(fèi)用的最佳投藥量，一般必須進(jìn)行投藥量的試驗(yàn)。程序如下:
(1)按照所選藥劑的使用說(shuō)明或相近處理廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，確定一個(gè)大致的投藥量范圍。例如，當(dāng)采用帶式壓濾脫水機(jī)對(duì)初沉生污泥進(jìn)行脫水時(shí)，如采用PAM調(diào)質(zhì)，投藥量可選擇在1～5.0‰的范圍內(nèi)。
(2)在所選擇的投藥量范圍內(nèi)，確定幾個(gè)投藥量。例如在1.0～5.0‰的范圍內(nèi)，可確定1.0‰、2.0‰、3.0‰、4.0‰、5.0‰五個(gè)投藥量。
(3)取幾個(gè)泥樣，每個(gè)泥樣的體積可在50～200mL之間。按照泥樣的量、泥樣的含固量、絮凝劑溶液的濃度及所確定的投藥量、計(jì)算出應(yīng)向每個(gè)泥樣中投加的絮凝劑溶液量。
(4)測(cè)定每一投藥量所對(duì)應(yīng)的泥樣的比阻或CST。采用帶式壓濾脫水或真空過(guò)濾脫水時(shí)，采用R或CST皆可，但最好采用R；采用離心脫水時(shí)，最好采用CST。應(yīng)注意，絮凝劑溶液不能向幾個(gè)泥樣同時(shí)投加，應(yīng)測(cè)定一個(gè)，投加一個(gè)。
(5)繪制泥樣的比阻或CST值與對(duì)應(yīng)的投藥量之間的變化曲線。如圖4所示，曲線上的最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)的投藥量即為最佳投藥量。
不管污泥原來(lái)的比阻或CST多高，經(jīng)加藥調(diào)質(zhì)以后，均應(yīng)將R降為4.0×1013m/kg以下，否則，投藥范圍選擇不合理或藥劑選擇不合理，應(yīng)予以重新選擇或確定。
真空過(guò)濾采用三氯化鐵和石灰進(jìn)行調(diào)質(zhì)的加藥量范圍見(jiàn)表2，帶式壓濾脫水的加藥量范圍見(jiàn)表3。
各種污泥采用真空過(guò)濾脫水時(shí)，F(xiàn)eCl3和石灰的加藥量 表2
種類 生污泥 消化污泥
初沉污泥 剩余污泥 初沉＋剩余 初沉污泥 初沉＋剩余
FeCl3(%) 2～4 6～10 2～8 3～5 3～6
CaO(%) 8～10 0～16 9～12 10～13 15～21
生污泥采用帶式壓濾機(jī)脫水時(shí)，F(xiàn)eCl3和石灰的加藥量 表3
種類 初沉生污泥 剩余活性生污泥
FeCl3(%) ４～6 7～10
CaO(%) 1～14 20～25
真空過(guò)濾脫水采用陽(yáng)離子聚丙烯酰胺進(jìn)行調(diào)質(zhì)的加藥量范圍見(jiàn)表4，帶式濾脫水和離心脫水采用陽(yáng)離子聚丙烯酰胺進(jìn)行調(diào)質(zhì)的加藥量范圍分別見(jiàn)表5和6。表中括號(hào)內(nèi)數(shù)值為典型值。
各種污泥采用真空過(guò)濾脫水時(shí)PAM的投加量 表4
污泥 生污泥 厭氧污泥
種類 初沉污泥 活性污泥 初沉＋活性 初沉污泥 初沉＋活性
PAM(%) 0.025～0.05
(0.6) 0.4～0.75
(0.35) 0.1～1.0
(0.35) 0.075～0.2
(0.075) 0.25～0.6
(0.35)
各種污泥采用帶式壓濾機(jī)脫水時(shí)PAM的投加量 表5
污泥 生污泥 厭氧消化污泥 好氧消化污泥
種類 初沉污泥 活性污泥 初沉＋活性 初沉污泥 初沉＋活性 初沉＋活性
PAM(%) 0.1～0.45
(0.25) 0.1～1.0
(0.5) 0.1～1.0
(0.35) 0.1～0.5
(0.15) 0.15～0.75
(0.3) 0.2～0.75
(0.5)
各種污泥采用離心(臥螺式)脫水時(shí)PAM的投加量 表6
污泥 生污泥 厭氧消化污泥
種類 初沉污泥 活性污泥 初沉＋活性 初沉污泥 初沉＋活性
PAM(%) 0.1～0.35
(0.2) 0.2～0.75
(0.4) 0.2～0.5
(0.3) 0.3～0.5
(0.3) 0.35～0.75
(0.4)
投藥量除與污泥本身性質(zhì)和脫水方式有關(guān)外，還與污泥溫度有關(guān)系。溫度越高，投藥量越小；反之，溫度越低,投藥量越多。一般來(lái)說(shuō),在保證同樣調(diào)質(zhì)效果的前提下，夏季比冬季減少10～20%的投藥量。
上述所謂的投藥量，實(shí)際上系指污泥中單位重量的干固體所需投加的絮凝劑干重量，因而準(zhǔn)確地應(yīng)稱之為干污泥投藥量，用fm表示。實(shí)際中，常采用kg/Mg為fm的單位，即每噸干污泥所需投加藥量的千克數(shù)，這是一個(gè)千分比(‰)的概念。前述幾個(gè)加藥量表中，為便于直觀比較，采用了百分比的概念。實(shí)際運(yùn)行中，應(yīng)根據(jù)泥質(zhì)的變化情況，通過(guò)比阻或CST試驗(yàn)，定期確定或調(diào)整fm值。利用fm可較準(zhǔn)確地計(jì)算出每天每班實(shí)際要投加的藥量。計(jì)算如下:
M=Qs•C0•fm (3)
式中，fm為干污泥投藥量(kg/Mg)；C0為待脫水污泥的濃度(kg/m3)；Qs為污泥量(m3/d)；M為每天加藥量(kg/d)。
【實(shí)例計(jì)算】某廠采用帶式壓濾脫水，采用陽(yáng)離子聚丙烯酰胺進(jìn)行污泥調(diào)質(zhì)。試驗(yàn)確定干污泥投藥量為3.5kg/Mg，待脫水污泥的含固量為4.5%。試計(jì)算每天污泥量為 1800m3/d時(shí)所需投加的總藥量。
【解】已有數(shù)據(jù)及單位換算如下:
Qs=1800m3/d，C0=4.5%=45kg/m3
fm=3.5kg/t=3.5kg/1000kg•DS
將Qs，C0，fm代入式(3)，得
M=1800×45×3.5/1000=284kg
即該廠每天污泥調(diào)質(zhì)所投加的陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺量為284kg。
4.投藥系統(tǒng)及操作
投藥有干投和濕投兩種方法，污泥調(diào)質(zhì)投藥常采用濕投法。投加系統(tǒng)一般包括干粉投加及破碎裝置、溶藥混合裝置、貯藥池、計(jì)量泵和混合器等部分，如圖5所示。
PAM通常應(yīng)存貯在低溫干燥的環(huán)境中，因PAM遇熱或潮濕易結(jié)餅失效。干粉加入溶藥池后，至少應(yīng)持續(xù)低速攪拌30min以上，以保證PAM充分溶解。沒(méi)有充分溶解的PAM呈粘糊狀，會(huì)堵塞計(jì)量泵、管道及脫水機(jī)的濾布。可用一種簡(jiǎn)單的方法檢驗(yàn)藥劑是否充分溶解。取配制好的少量藥液滴到一塊玻璃片上，觀察其是否平穩(wěn)流動(dòng)。如果流動(dòng)不均勻，說(shuō)明溶解不充分，應(yīng)繼續(xù)攪拌。溶液池的溫度應(yīng)控制在10℃以上，否則很難充分溶解。配制好的絮凝劑溶液在24h內(nèi)一般不會(huì)失效，因此運(yùn)行中可一次性配好一天的用藥量。配制的PAM溶液濃度越低，調(diào)質(zhì)效果越好，因低濃度時(shí)易溶解，且大分子鏈能充分伸展開來(lái)，充分發(fā)揮吸時(shí)架橋作用，但太低了會(huì)增大脫水機(jī)入流量，影響脫水能力。實(shí)際運(yùn)行中，一般將PAM配制成濃度為0.1～1.0%的溶液。如有可能，可再低一些，但配制濃度一定不能過(guò)高。
投藥點(diǎn)與調(diào)質(zhì)的效果也有較大的關(guān)系。投藥點(diǎn)離脫水機(jī)既不能太遠(yuǎn)，也不能太近。太近，PAM與污泥混合不充分降低了調(diào)質(zhì)效果；太遠(yuǎn)，會(huì)導(dǎo)致過(guò)度混合，同樣也降低調(diào)質(zhì)效果。PAM的吸附作用是不可逆的，吸附了大量的污泥顆粒的PAM分子鏈，如果被打碎就不能再恢復(fù)到原來(lái)的長(zhǎng)度。所謂過(guò)度混合就是PAM分子鏈完成對(duì)污泥顆粒的吸附架橋后，繼續(xù)攪拌將分子鏈打斷或打碎，導(dǎo)致調(diào)質(zhì)效果下降，并進(jìn)而降低脫水效果。技藥點(diǎn)離脫水機(jī)太遠(yuǎn)時(shí)，常導(dǎo)致過(guò)度混合。當(dāng)采用離心機(jī)脫水時(shí)，投藥點(diǎn)往往直接設(shè)在脫水機(jī)上。當(dāng)采用帶式壓濾機(jī)時(shí)，投藥點(diǎn)一般設(shè)在進(jìn)泥管線上。在脫水機(jī)進(jìn)泥管線上最好多設(shè)幾個(gè)投藥點(diǎn)，以便調(diào)節(jié)靈活，如圖5所示。1號(hào)投藥點(diǎn)可設(shè)在離脫水機(jī)6～9m的范圍內(nèi)。2號(hào)投藥點(diǎn)設(shè)在離脫水機(jī)1～1.5m的范圍內(nèi)，3號(hào)投藥點(diǎn)則緊靠脫水機(jī)。
在運(yùn)行中，計(jì)量加藥泵每周至少應(yīng)校正并維護(hù)一次，以保證加藥的準(zhǔn)確。投藥不足或太多，都將降低調(diào)質(zhì)與脫水效果。帶式壓濾脫水機(jī)對(duì)加藥的準(zhǔn)確性要求尤其嚴(yán)格，因?yàn)楫?dāng)加藥不足時(shí)，重力區(qū)脫去的自由水量將減少，使污泥溢出，并能在擠壓區(qū)被擠出濾布。另外，加藥不足的活性污泥極易堵塞濾布，增大沖洗量。當(dāng)加藥過(guò)量時(shí)，泥餅會(huì)粘在濾布上剝離不下來(lái)，造成運(yùn)轉(zhuǎn)麻煩。另外，加藥過(guò)量的污泥不易在濾布上攤鋪均勻， 導(dǎo)致泥餅質(zhì)量下降。
三、脫水效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)
有兩個(gè)主要指標(biāo)衡量脫水效果的好壞:一個(gè)是泥餅含固量Cμ，另一個(gè)是固體回收率η。
泥餅是一個(gè)廣義詞，實(shí)際上只有壓濾脫水后的污泥才呈餅狀，離心脫水后的污泥不是餅狀。實(shí)際中所有方式脫水后的污泥均稱之為“泥餅”。泥餅含固量的高低是評(píng)價(jià)脫水效果好壞的最重要指標(biāo)，含固量越高，污泥體積越小，運(yùn)輸和處置越方便。
固體回收率是泥餅中的固體量占脫水污泥中總干固體量的百分比，用可表示。可越高，說(shuō)明污泥脫水后轉(zhuǎn)移到泥餅中的干固體越多，隨濾液流失的干固體越少，脫水率越高。η可用下式計(jì)算:
η=Cμ(C0-Ce)／[C0(Cμ-Ce)] (4)
式中，Cμ為泥餅的含固量(%)；Ce為濾液中的含固量(%)；C0為脫水機(jī)進(jìn)泥的含固量(%)。
【實(shí)例計(jì)算】某廠消化污泥的含固量為5%，經(jīng)脫水之后，實(shí)測(cè)泥餅的含固量為25%，脫水濾液的含固量為0.5%。試計(jì)算該脫水系統(tǒng)的固體回收率。
【解】已有數(shù)據(jù)為C0=5%、Cμ=25%、Ce=0.5%。
將C0、Cμ、Ce代人式(4)，得
η=25%(5%-0.5%)/[5%(25%-0.5%)]=91.8%
即該脫水系統(tǒng)的固體回收率為91.8%。
需用泥餅含固量和固體回收率兩個(gè)指標(biāo)同時(shí)評(píng)價(jià)脫水效果的好壞。只獲得較高的泥餅含固量，而固體回收率很低，或者固體回收率很高，但泥餅含固量很低，都說(shuō)明脫水效果不佳，應(yīng)分析其原因。一般來(lái)說(shuō)，正常運(yùn)行的污泥脫水系統(tǒng)，泥餅含固量應(yīng)在20%以上，固體回收率應(yīng)在85%以上。脫水效果較好時(shí)，泥餅含固量可達(dá)25%左右，固體回收率可超過(guò)95%。雖然泥餅的含固量越高越好，但在很多情況下并不需要太高。例如，當(dāng)污泥消納場(chǎng)離處理廠很近或在處理廠附近作農(nóng)肥，或就近衛(wèi)生填埋時(shí)，并不需要太高的含固量。此時(shí)，只要含固量大于20%，污泥由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)即可，因?yàn)檩^高的含固量意味著需消耗較多絮凝劑，并且常以降低固體回收率為代價(jià)。固體回收率越高越好。較低的回收率意味著有較多的固體又重新回到污水處理系統(tǒng)，增加了污水處理系統(tǒng)的負(fù)荷。
除以上兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，脫水機(jī)的脫水能力也是一個(gè)衡量脫水效果的指標(biāo)。如果某脫水系統(tǒng)泥餅含固量和固體回收率都很高，但脫水能力較低，入流污泥量不能太大，恐怕也不能認(rèn)為脫水效果較好。另外，滿足以上脫水要求的前提下，如何降低加藥量，如何減少脫水機(jī)的維護(hù)工作量等方面，也是評(píng)價(jià)脫水效果好壞的一些重要方面。
四、帶式壓濾脫水機(jī)
1.工作原理及構(gòu)造 帶式壓濾脫水機(jī)是由上下兩條張緊的濾帶夾帶著污泥層，從一連串按規(guī)律排列的轆 壓筒中呈S形彎曲經(jīng)過(guò)，靠濾帶本身的張力形成對(duì)污泥層的壓榨力和剪切力，把污泥層中的毛細(xì)水?dāng)D壓出來(lái)，獲得含固量較高的泥餅，從而實(shí)現(xiàn)污泥脫水，如圖6所示。帶式壓濾脫水機(jī)有很多形式，但一般都分成以下四個(gè)工作區(qū):
重力脫水區(qū):在該區(qū)內(nèi)，濾帶水平行走。污泥經(jīng)調(diào)質(zhì)之后，部分毛細(xì)水轉(zhuǎn)化成了游離水，這部分水分在該區(qū)內(nèi)借自身重力穿過(guò)濾帶，從污泥中分離出來(lái)。一般來(lái)說(shuō)，重力脫水區(qū)可脫去污泥中50～70%的水分，使含固量增加7～10%。例如，脫水機(jī)進(jìn)泥含固量為5%，經(jīng)重力脫水區(qū)之后、含固量可升至12～15%。
模形脫水區(qū):模形區(qū)是一個(gè)三角形的空間，濾帶在該區(qū)內(nèi)逐漸靠攏，污泥在兩條濾帶之間逐步開始受到擠壓。在該段內(nèi)，污泥的含固量進(jìn)一步提高，并由半固態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)變，為進(jìn)入壓力脫水區(qū)作準(zhǔn)備。
低壓脫水區(qū):污泥經(jīng)模形區(qū)后，被夾在兩條濾帶之間繞棍壓筒作S形上下移動(dòng)。施加到泥層上的壓榨力取決于濾帶張力和轆壓筒直徑。在張力一定時(shí)，轆壓簡(jiǎn)直徑越大，壓榨力越小。脫水機(jī)前邊三個(gè)轆壓簡(jiǎn)直徑較大，一般在5Ocm之上，施加到泥層上的壓力較小，因此稱為低壓區(qū)。污泥經(jīng)低壓區(qū)之后，含固量會(huì)進(jìn)一步提高，但低壓區(qū)的作用主要是使污泥成餅，強(qiáng)度增大，為接受高壓作準(zhǔn)備。
高壓脫水區(qū):經(jīng)低壓區(qū)之后的污泥，進(jìn)入高壓區(qū)之后，受到的壓榨力逐漸增大，其原因是轆壓筒的直徑越來(lái)越小。至高壓區(qū)的最后一個(gè)銀壓筒，直徑往往降至25cm以下，壓榨力增至最大。污泥經(jīng)高壓區(qū)之后，含固量進(jìn)一步提高，一般大于20%，正常情況下在25%左右。
各種形式的帶式壓濾機(jī)一般都由濾帶、轆壓筒、濾帶張緊系統(tǒng)、濾帶調(diào)偏系統(tǒng)、濾帶沖洗系統(tǒng)和濾帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成。
濾帶，也稱為濾布，一般用單絲聚醋纖維材質(zhì)編織而成，這種材質(zhì)具有抗拉強(qiáng)度大、耐曲折、耐酸堿、耐溫度變化等特點(diǎn)。濾帶常編織成多種紋理結(jié)構(gòu)，如圖7所示。不同的紋理結(jié)構(gòu)，其透氣性能和對(duì)污泥顆粒的攔截性能不同，應(yīng)根據(jù)污泥性質(zhì)選擇合適的濾帶。一般來(lái)說(shuō)，活性污泥脫水時(shí)，應(yīng)選擇透氣性能和攔截性能較好的濾帶；而初沉污泥脫水時(shí)，對(duì)濾帶的性能要求可較低一些。有的濾帶沒(méi)有接頭，但大部分有接頭。無(wú)接頭的濾帶壽命可能長(zhǎng)一些，因?yàn)闉V帶往往首先從接頭處損壞，但該種濾帶安裝不方便。
脫水機(jī)一般設(shè)5～7轆壓筒，國(guó)外一些新型機(jī)設(shè)8個(gè)。這些轆壓筒的直徑沿污泥走向由大到小，由90cm到2Ocm不等。濾帶張緊系統(tǒng)的主要作用是調(diào)節(jié)控制濾帶的張力，即調(diào)整濾帶的松緊，以達(dá)到調(diào)節(jié)施加到泥層上的壓榨力和剪切力，這是運(yùn)行中的一種重要工藝控制手段。濾帶調(diào)偏系統(tǒng)的作用是時(shí)刻調(diào)整濾帶的行走方向，保證運(yùn)行正常。濾帶沖洗系統(tǒng)的作用是將擠人濾帶的污泥沖洗掉，以保證其正常的過(guò)濾性能。一般定期用高壓水反方向沖洗。
2.工藝控制
不同種類的污泥要求不同的工作狀態(tài)，即使同一種污泥，其泥質(zhì)也因前級(jí)工藝運(yùn)行 狀態(tài)的變化而改變。實(shí)際運(yùn)行中，應(yīng)根據(jù)進(jìn)泥泥質(zhì)的變化，隨時(shí)調(diào)整脫水機(jī)的工作狀態(tài)，主要包括帶速的調(diào)節(jié)、帶張力的調(diào)節(jié)以及調(diào)質(zhì)效果的控制。
(1)帶速的控制
濾帶的行走速度控制著污泥在每一工作區(qū)的脫水時(shí)間，對(duì)出泥泥餅的含固量、泥餅厚度及泥餅剝離的難易程度都有影響。帶速越低，泥餅含固量越高，泥餅越厚，越易從濾帶上剝離；反之，帶速越高，泥餅含固量越低，泥餅越薄，越不易剝離。因此，從泥餅質(zhì)量看，帶速越低越好，但帶速的高低直接影響到脫水機(jī)的處理能力，帶速越低，其處理能力越小。對(duì)于某一種特定的污泥來(lái)說(shuō)，存在最佳帶速控制范圍，在該范圍內(nèi)，脫水機(jī)既能保證一定的處理能力，又能得到高質(zhì)量的泥餅，固體回收率也較高。對(duì)于初沉污泥和活性污泥組成的混合污泥來(lái)說(shuō)，帶速一般應(yīng)控制在2～5m/min。進(jìn)泥量較高時(shí)，取高帶速，反之取低帶速。活性污泥一般不宜單獨(dú)進(jìn)行帶式壓濾脫水，否則帶速須控制在1.0m/min以下，處理能力很低，極不經(jīng)濟(jì)。
不管進(jìn)泥量多少，帶速一般不要超過(guò)5m/min。因?yàn)閹偬邥r(shí)，會(huì)大大縮短重力脫水時(shí)間，使在模形區(qū)的污泥不能滿足擠壓要求，進(jìn)入低壓區(qū)或高壓區(qū)后，污泥將被擠壓溢出濾帶，造成跑料。
(2)濾帶張力的控制
很明顯，濾帶張力會(huì)影響泥餅的含固量，因?yàn)槭┘拥轿勰鄬由系膲毫图羟辛χ苯記Q定于濾帶的張力。濾帶張力越大，泥餅含固量越高。對(duì)于城市污水混合污泥來(lái)說(shuō)，一般將張力控制在0.3～0.7MPa，常在0.5MPa。當(dāng)張力太大時(shí)，會(huì)將污泥在低壓區(qū)或高壓區(qū)擠壓出濾帶，導(dǎo)致跑料，或壓進(jìn)濾帶造成堵塞。
大部分情況下，上下濾帶的張力相等。但適當(dāng)調(diào)整上下濾帶的張力，使下濾帶的張力略低于上濾帶，有時(shí)會(huì)明顯提高污泥的成餅率。
(3)調(diào)質(zhì)的控制
污泥調(diào)質(zhì)效果，直接影響脫水效果。帶式壓濾脫水機(jī)對(duì)調(diào)質(zhì)的依賴性更強(qiáng)。如果加藥量不足，調(diào)質(zhì)效果不佳時(shí)，污泥中的毛細(xì)水不能轉(zhuǎn)化成游離水在重力區(qū)被脫去，因而由模形區(qū)進(jìn)入低壓區(qū)的污泥仍呈流動(dòng)性，無(wú)法擠壓。反之，如果加藥量太大，一是增大處理成本，更重要的是由于污泥粘性增大，極易造成濾帶被堵塞。對(duì)于城市污水混合污泥，采用陽(yáng)離子PAM時(shí)，干污泥投藥量一般為1～1Okg/t，具體可由試驗(yàn)確定，或在運(yùn)行中反復(fù)調(diào)整。
由于帶式壓濾脫水機(jī)無(wú)法進(jìn)行完全封閉，常產(chǎn)生惡臭。在污泥調(diào)質(zhì)加藥時(shí)，加入適量的高錳酸鉀或三氯化鐵，可大大降低惡臭程度。另外，適當(dāng)加入一些陰離子或非離子PAM，可明顯使泥餅從濾帶上易于剝離。
(4)處理能力的確定
帶式壓濾脫水機(jī)的處理能力有兩個(gè)指標(biāo):一個(gè)是進(jìn)泥量，另一個(gè)是進(jìn)泥固體負(fù)荷。
進(jìn)泥量系指每米帶寬在單位時(shí)間內(nèi)所能處理的濕污泥量[m3/(m•h)]常用q表示。進(jìn)泥固體負(fù)荷系指每米帶寬在單位時(shí)間內(nèi)所能處理的總干污泥量[kg(m•h)]， 常用qs表示。很明顯，q和qs取決于脫水機(jī)的帶速和濾帶張力以及污泥的調(diào)質(zhì)效果，而帶速、張力和調(diào)質(zhì)又取決于所要求的脫水效果，即泥餅含固量和固體回收率。因此，在污泥性質(zhì)和脫水效果一定時(shí)，q和qs也是一定的，如果進(jìn)泥量太大或固體負(fù)荷太高，將降低脫水效果。一般來(lái)說(shuō)，q可達(dá)到4～7m3/(m•h)，qs可達(dá)到150～250kg/(m•h)。 不同規(guī)格的脫水機(jī)，帶寬也不同，但一般不超過(guò)3m，否則，污泥不容易攤布均勻。q和qs乘以脫水機(jī)的帶寬，即為該脫水機(jī)的實(shí)際允許進(jìn)泥量和進(jìn)泥固體負(fù)荷；運(yùn)行中，運(yùn)行人員應(yīng)根據(jù)本廠泥質(zhì)和脫水效果的要求，通過(guò)反復(fù)調(diào)整帶速、張力和加藥量等參數(shù)，得到本廠的q和qs，以方便運(yùn)行管理。表7為各種污泥進(jìn)行帶式壓濾脫水的性能數(shù)據(jù)，供運(yùn)行調(diào)試中參考。
各種污泥進(jìn)行帶式壓濾脫水的性能數(shù)據(jù) 表7
污泥種類 進(jìn)泥含固量 進(jìn)泥固體負(fù)荷 PAM加藥量 泥餅含固量
(%) [kg/(m•h)] (kg/t) (%)
生污泥 初沉污泥 3～10 360～680 1～5 28～44
活性污泥 0.5～4 45～230 1～10 20～35
混合污泥 3～6 180～590 1～10 20～35
厭氧消化污泥 初沉污泥 3～10 360～590 1～5 25～36
活性污泥 3～4 40～135 2～10 12～22
混合污泥 3～9 180～680 2～8 18～44
好氧污泥 混合污泥 1～3 90～230 2～8 12～20
3.日常維護(hù)管理
帶式壓濾脫水機(jī)的日常維護(hù)主要包括以下內(nèi)容:
(1)注意時(shí)常觀測(cè)濾帶的損壞情況，并及時(shí)更換新濾帶。濾帶的使用壽命一般在3000～10000h之間，如果濾帶過(guò)早被損壞，應(yīng)分析原因。濾帶的損壞常表現(xiàn)為撕裂、腐蝕或老化。以下情況會(huì)導(dǎo)致濾帶被損壞，應(yīng)予以排除:濾帶的材質(zhì)或尺寸不合理；濾帶的接縫不合理；轆壓筒不整齊，張力不均勻，糾偏系統(tǒng)不靈敏。
由于沖洗水不均勻，污泥分布不均勻，使濾帶受力不均勻。
(2)每天應(yīng)保證足夠的濾布沖洗時(shí)間。脫水機(jī)停止工作后，必須立即沖洗濾帶，不能過(guò)后沖洗。一般來(lái)說(shuō)，處理1000kg的干污泥約需沖洗水15～20m3，在沖洗期間，每米濾帶的沖洗水量需10m3/h左右，每天應(yīng)保證6h以上的沖洗時(shí)間，沖洗水壓力一般應(yīng)不低于586kPa。另外，還應(yīng)定期對(duì)脫水機(jī)周身及內(nèi)部進(jìn)行徹底清洗，以保證清潔，降低惡臭。
(3)按照脫水機(jī)的要求，定期進(jìn)行機(jī)械檢修維護(hù)，例如按時(shí)加潤(rùn)滑油、及時(shí)更換易損件等等。
(4)脫水機(jī)房?jī)?nèi)的惡臭氣體，除影響身體健康外，還腐蝕設(shè)備，因此脫水機(jī)易腐蝕部分應(yīng)定期進(jìn)行防腐處理。加強(qiáng)室內(nèi)通風(fēng)，增大換氣次數(shù)，也能有效地降低腐蝕程度，如有條件，應(yīng)對(duì)惡臭氣體封閉收集，并進(jìn)行處理。
(5)應(yīng)定期分析濾液的水質(zhì)。有時(shí)通過(guò)濾液水質(zhì)的變化，能判斷出脫水效果是否降低。正常情況下，濾液水質(zhì)應(yīng)在以下范圍:
SS =200～1000mg/L
BOD5=200～800mg/L
如果水質(zhì)惡化，則說(shuō)明脫水效果降低，應(yīng)分析原因。
當(dāng)脫水效果不佳時(shí)，濾液SS會(huì)達(dá)到數(shù)千毫克升。
沖洗水的水質(zhì)一般在以下范圍:
SS=1000～200Omg/L
BOD5=100～500mg/L
如果水質(zhì)太臟，說(shuō)明沖洗次數(shù)和沖洗歷時(shí)不夠；如果水質(zhì)高于上述范圍，則說(shuō)明沖洗水量過(guò)大，沖洗過(guò)頻。
4.異常問(wèn)題的分析及排除
現(xiàn)象一:泥餅含固量下降。
其原因及解決對(duì)策如下:
(1)調(diào)質(zhì)效果不好。一般是由于加藥量不足。當(dāng)進(jìn)泥泥質(zhì)發(fā)生變化，脫水性能下降時(shí)，應(yīng)重新試驗(yàn)，確定出合適的干污泥投藥量。有時(shí)是由于配藥濃度不合適，配藥濃度過(guò)高，絮凝劑不易充分溶解，雖然藥量足夠，但調(diào)質(zhì)效果不好。也有時(shí)是由于加藥點(diǎn)位置不合理，導(dǎo)致絮凝時(shí)間太長(zhǎng)或太短。以上情況均應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)并予以調(diào)整。
(2)帶速太大。帶速太大，泥餅變薄，導(dǎo)致含固量下降，應(yīng)及時(shí)地降低帶速。一般應(yīng)保證泥餅厚度為5～1Omm。
(3)濾帶張力太小。此時(shí)不能保證足夠的壓榨力和剪切力，使含固量降低。應(yīng)適當(dāng)增大張力。
(4)濾帶堵塞。濾帶堵塞后，不能將水分濾出，使含固量降低，應(yīng)停止運(yùn)行，沖洗濾帶。
現(xiàn)象二:固體回收率降低。
其原因及控制對(duì)策如下:
(1)帶速太大，導(dǎo)致擠壓區(qū)跑料，應(yīng)適當(dāng)降低帶速。
(2)張力太大，導(dǎo)致擠壓區(qū)跑料，并使部分污泥壓過(guò)濾帶，隨濾液流失，應(yīng)減小張力。
現(xiàn)象三:濾帶打滑。
其原因及控制對(duì)策如下:
(1)進(jìn)泥超負(fù)荷，應(yīng)降低進(jìn)泥量。
(2)濾帶張力太小，應(yīng)增加張力。
(3)轆壓筒損壞，應(yīng)及時(shí)修復(fù)或更換。
現(xiàn)象四:濾帶時(shí)常跑偏。
其原因及控制對(duì)策如下:
(1)進(jìn)泥不均勻，在濾帶上攤布不均勻。應(yīng)調(diào)整進(jìn)泥口或更換平泥裝置。
(2)轆壓筒局部損壞或過(guò)度磨損，應(yīng)予以檢查更換。
(3)轆壓筒之間相對(duì)位置不平衡，應(yīng)檢查調(diào)整。
(4)糾偏裝置不靈敏。應(yīng)檢查修復(fù)。
現(xiàn)象五:濾帶堵塞嚴(yán)重。
其原因及控制對(duì)策如下:
(1)每次沖洗不徹底，應(yīng)增加沖洗時(shí)間或沖洗水壓力。
(2)濾帶張力太大，應(yīng)適當(dāng)減小張力。
(3)加藥過(guò)量。 PAM加藥過(guò)量，粘度增加，常堵塞濾布，另外，未充分溶解的PAM，也易堵塞濾帶。
(4)進(jìn)泥中含砂量太大，也易堵塞濾布，應(yīng)加強(qiáng)污水預(yù)處理系統(tǒng)的運(yùn)行控制。
5.分析測(cè)量與記錄
每班應(yīng)監(jiān)測(cè)分析以下指標(biāo):進(jìn)泥的流量及含固量；泥餅的產(chǎn)量及含固量；濾液的流量及水質(zhì)(SS、BOD5、TN、TP可每天一次)；絮凝劑的投加量；沖洗水水量及沖洗后水質(zhì)，沖洗次數(shù)和每次沖洗歷時(shí)。
每班應(yīng)計(jì)算或測(cè)量以下指標(biāo):濾帶張力、帶速；固體回收率；干污泥投藥量；進(jìn)泥固體負(fù)荷。
五、離心脫水機(jī)
離心機(jī)用于污泥濃縮及脫水已有幾十年的歷史，經(jīng)過(guò)幾次更新?lián)Q代，目前普遍采用的是臥螺離心機(jī)。這種離心機(jī)有很多英交名字，例如Solid -bowl Centrifuge、Conveyor Centrifuge、Scroll Centrfuge、Decanter Centrifuge等，相應(yīng)的中文名字有轉(zhuǎn)筒式離心機(jī)，固—碗式離心機(jī)、臥螺式離心機(jī)、渦轉(zhuǎn)式離心機(jī)、螺旋輸送式離心機(jī)等。以下介紹中統(tǒng)一簡(jiǎn)稱為離心脫水機(jī)。
1.工作原理及構(gòu)造
離心脫水機(jī)主要由轉(zhuǎn)鼓和帶空心轉(zhuǎn)軸的螺旋輸送器組成，如圖8所示。污泥由空心轉(zhuǎn)軸送入轉(zhuǎn)筒后，在高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下，立即被甩人轉(zhuǎn)鼓腔內(nèi)。污泥顆粒由于比重較大，離心力也大，因此被甩貼在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上，形成固體層(因?yàn)榄h(huán)狀，稱為固環(huán)層)；水分由于密度較小，離心力小，因此只能在固環(huán)層內(nèi)側(cè)形成液體層， 稱為液環(huán)層。固環(huán)層的污泥在螺旋輸送器的緩慢推動(dòng)下，被輸送到轉(zhuǎn)鼓的錐端，經(jīng)轉(zhuǎn)鼓 周圍的出口連續(xù)排出；液環(huán)層的液體則由堰口連續(xù)“溢流”排至轉(zhuǎn)鼓外，形成分離液， 然后匯集起來(lái)，靠重力排出脫水機(jī)外。進(jìn)泥方向與污泥固體的輸送方向一致，即進(jìn)泥口和出泥口分別在轉(zhuǎn)鼓的兩端時(shí)，它稱為順流式離心脫水機(jī)，如圖8所示；當(dāng)進(jìn) 泥方向與污泥固體的輸送方向相反，即進(jìn)泥口和排泥口在轉(zhuǎn)鼓的同一端時(shí)，它稱為逆流式離心脫水機(jī)，如圖9所示。
轉(zhuǎn)鼓是離心機(jī)的關(guān)鍵部件。轉(zhuǎn)鼓的直徑越大，離心機(jī)處理能力也越大。轉(zhuǎn)鼓的長(zhǎng)度一般為直徑的2.5～3.5倍，越長(zhǎng)，污泥在機(jī)內(nèi)停留的時(shí)間也越長(zhǎng)，分離效果也越好。 目前，最大的離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓直徑為183cm，長(zhǎng)度為427cm，每小時(shí)處理污泥135m3，每天高達(dá)3300m3。但離心機(jī)太大時(shí)，制造費(fèi)用和處理成本都不經(jīng)濟(jì)。轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速是一個(gè)重要的機(jī)械因素，也是一個(gè)重要的工藝控制參數(shù)。轉(zhuǎn)速的高低取決于轉(zhuǎn)鼓的直徑，要保證一定的離心分離效果，直徑越小，要求的轉(zhuǎn)速越高；反之，直徑越大，要求的轉(zhuǎn)速也越低。離心分離效果與離心機(jī)的分離因數(shù)有關(guān)。分離因數(shù)是顆粒在離心機(jī)內(nèi)受到的離心力與其本身重力的比值，用下式計(jì)算:
α＝n2•D/1800 (5)
式中，α為分離因數(shù)；n為轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速(r/min)；D為轉(zhuǎn)鼓的直徑(m)。
不同的離心機(jī)，其分離因數(shù)的調(diào)節(jié)范圍不同。α在1500以下的稱為低速離心機(jī)，或低重力離心機(jī)(Loww-G)；α在1500以上的稱為高速離心機(jī)，或高重力離心機(jī)(High-G)。這兩種離心機(jī)在污泥濃縮和脫水中都有采用，但絕大部分處理廠均采用低速離心機(jī)。高速離心機(jī)因?yàn)殡m然可獲得98%以上的高固體固收率，但能耗很高，并需較多的維護(hù)管理。而低速離心機(jī)的固體回收率一般也能在90%以上，但能耗要低很多。
空心轉(zhuǎn)軸螺旋輸送器，既投配污泥，又起使污泥產(chǎn)生離心力的作用，同時(shí)還負(fù)責(zé)將固環(huán)層的污泥輸離液環(huán)層，實(shí)現(xiàn)泥水分離。螺旋在轉(zhuǎn)鼓的錐角處，直徑開始變小，將污泥“撈出”液環(huán)層。錐角一般在8～12°之間。螺旋的外邊緣極易被轉(zhuǎn)鼓磨損，磨損嚴(yán)重時(shí)，會(huì)降低脫水效果。一些新型脫水機(jī)螺旋外緣做成裝配塊，磨損以后，可很方便地更換。螺旋的旋轉(zhuǎn)方向與轉(zhuǎn)鼓的相同，但轉(zhuǎn)速略高于轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速，二者速度之差，即為污泥被輸出的速度，決定著污泥在機(jī)內(nèi)停留時(shí)間的長(zhǎng)短，因而是一個(gè)重要的工藝控制參數(shù)。 另外，可用溢流調(diào)節(jié)堰調(diào)整液環(huán)層的厚度，這也是一個(gè)重要的工藝調(diào)節(jié)參數(shù)。通過(guò)液環(huán)層厚度的調(diào)整，可以改變?cè)诎秴^(qū)的停留時(shí)間。所謂岸區(qū)，系指污泥離開液環(huán)層至排出口的距離，為轉(zhuǎn)鼓錐體的一部分。
順流式離心機(jī)和逆流式離心機(jī)各有優(yōu)缺點(diǎn)。逆流式由于污泥中途改變方向，對(duì)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)流態(tài)產(chǎn)生水力擾動(dòng)，因而在同樣條件下，泥餅含固量較順流式略低，分離液的含固量略高，總體脫水效果略低于順流式。但逆流式的磨損程度低于順流式，因?yàn)轫樍魇睫D(zhuǎn)鼓與螺旋之間通過(guò)介質(zhì)全程存在磨損，而逆流式只在部分長(zhǎng)度上產(chǎn)磨損。一些產(chǎn)品在逆流離心機(jī)的進(jìn)泥口處做了一些改造，從而能降低了污泥改變方向產(chǎn)生的擾動(dòng)程度。目前，順逆流兩種離心機(jī)都采用較多，但順流式略多于逆流式。國(guó)產(chǎn)污泥脫水用離心機(jī)種類很少，基本上都為順流式。
2.工藝控制
在實(shí)際運(yùn)行中，污泥的泥質(zhì)和泥量會(huì)發(fā)生變化，為保證脫水效果不變，應(yīng)隨時(shí)調(diào)整離心機(jī)的工作狀態(tài)，主要包括分離因數(shù)的控制、轉(zhuǎn)速差的控制、液環(huán)層厚度的控制、調(diào)質(zhì)效果的控制和進(jìn)泥量的控制。
(1)分離因數(shù)的控制
離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速一般能在較大范圍內(nèi)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，可以控制離心機(jī)分離因數(shù)，使之適應(yīng)不同泥質(zhì)的要求。一般來(lái)說(shuō)，污泥顆粒越大，密度越大，需要較低的分離因數(shù)，反之則需要較高的分離因數(shù)。初沉污泥一般只需較小的α值，即能獲得較好的脫水效果。消化污泥顆粒雖然變小，但由于其密度增大，所需要的α值與初沉污泥的基本相當(dāng)。活性污泥的密度小，污泥顆粒的尺寸也小，要獲得較高的脫水效果，則需要較大的α值。活性污泥的SVI值越高，所需的α值也越大。泥齡越長(zhǎng)的污泥，所需要的α值越大。處于膨張狀態(tài)的活性污泥，一般需要高速離心機(jī)才能進(jìn)行脫水。混合污泥要求的α值取決于活性污泥所占的比例，活性污泥比例越高，所需α值越大。當(dāng)進(jìn)泥泥質(zhì)不變時(shí)，增大α值，可提高脫水的固體回收率，提高分離液的清澈度。α值增大，能耗也隨之上升，因而除非需要高固體回收率，否則不需太高的α值。城市污水混合污泥 的α值一般在800～1200之間，具體可通過(guò)離心模擬試驗(yàn)或直接對(duì)離心機(jī)進(jìn)行調(diào)試得出，也可參考相近廠的數(shù)值。由α值可計(jì)算出轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速:
(6)
式中，n為轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速(r/min)；α為分離因數(shù)；D為轉(zhuǎn)鼓的直徑(m)。
【實(shí)例計(jì)算】某處理廠混合污泥進(jìn)行離心脫水，要求分離因數(shù)控制在l200，離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓的直徑為0.40m。試計(jì)算并調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速。
【解】已知α=1200，D=0.4m，將α和D帶入式(6)，得
即應(yīng)將轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速調(diào)至2323r/min。
(2)液環(huán)層厚度的控制
當(dāng)進(jìn)泥量一定時(shí)，液環(huán)層越厚，污泥在液環(huán)層內(nèi)進(jìn)行分離的時(shí)間越長(zhǎng)，會(huì)有更多的污泥被分離出來(lái)；另一方面，液環(huán)層變厚，會(huì)降低某些小顆粒受擾動(dòng)而隨分離液流失的可能性。綜合以上兩方面的作用，液環(huán)層增厚一般會(huì)提高脫水的固體回收率。但液環(huán)層增厚，相應(yīng)會(huì)使岸區(qū)縮短，如圖10所示，使脫離液環(huán)層的污泥沒(méi)有充足的時(shí)間被“摔干”，因此泥餅含固量將下降。在控制液環(huán)層厚度時(shí)應(yīng)在高固體回收率與泥餅含固率之間權(quán)衡。除污泥脫水后進(jìn)行焚燒處置外，一般情況下無(wú)需追求過(guò)高的泥餅含固量，而固體回收率則越高越好，因此液環(huán)層厚度應(yīng)盡可能調(diào)大一些。離心機(jī)液環(huán)層厚度一般在5～15cm之間，具體取決于離心機(jī)的規(guī)格以及進(jìn)泥泥質(zhì)。初沉污泥可相對(duì)薄一些，以便保證高固體回收率的前提下，盡量提高泥餅的含固量。活性污泥脫水時(shí)，液環(huán)層應(yīng)相對(duì)厚一些，否則很難保證一定的固體回收率。原因之一是活性污泥顆粒小，需要較長(zhǎng)的泥水離心分離時(shí)間，原因之二是其污泥顆粒受擾動(dòng)，極易泛起，隨分離液流失。混合污泥脫水時(shí)的液環(huán)層厚度介于二者之間，具體取決于其中活性污泥所占的比例。
(3)轉(zhuǎn)速差的控制
轉(zhuǎn)速差是指轉(zhuǎn)鼓與螺旋的轉(zhuǎn)速之差，即兩者之間的相對(duì)轉(zhuǎn)速。如果轉(zhuǎn)速差為△n，則螺旋相對(duì)于轉(zhuǎn)鼓來(lái)說(shuō)，等于以△n的速度在旋轉(zhuǎn)，液環(huán)層中被分離出的污泥就是利用這個(gè)速度被輸送出脫水機(jī)的。當(dāng)進(jìn)泥量一定時(shí)，轉(zhuǎn)速差越大，污泥在脫水機(jī)中停留的時(shí)間越短，固環(huán)層就越薄；另一方面，轉(zhuǎn)速差越大，由于轉(zhuǎn)鼓與螺旋之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)增大，必然使對(duì)液環(huán)層的擾動(dòng)程度增大，固環(huán)層內(nèi)部分被分離出來(lái)的污泥會(huì)被重新泛至液環(huán)層，并有可能隨分離液流失。綜上所述，轉(zhuǎn)速差增大時(shí)，脫水的固體回收率和泥餅的含固量都將降低，但增大轉(zhuǎn)速差可提高離心機(jī)的處理能力。反之，減小轉(zhuǎn)速差時(shí)，污泥在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)接受離心分離的時(shí)間將延長(zhǎng)，同時(shí)由于轉(zhuǎn)鼓和螺旋之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)減小，對(duì)液環(huán)層的擾動(dòng)也減輕，因此固體回收率和泥餅含固量均將提高，但減小轉(zhuǎn)速差，往往使處理能力降低。轉(zhuǎn)速差不能太小，否則將由于污泥在機(jī)內(nèi)積累，使固環(huán)層厚度大于液環(huán)層，導(dǎo)致污泥隨分離液大量流失，固體回收率急劇下降，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)由于阻力過(guò)大，扭矩超負(fù)荷損壞離心機(jī)。一般離心機(jī)都允許在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速差，城市污水污泥一般 在2～35r/min的范圍內(nèi)，具體取決于進(jìn)泥泥量和泥質(zhì)。在進(jìn)泥量一定時(shí)初沉污泥進(jìn)行脫水，轉(zhuǎn)速差可高一些，活性污泥應(yīng)低一些，混合污泥介于二者之間。
(4)調(diào)質(zhì)效果的控制
離心脫水一般宜用高效的陽(yáng)離子PAM，不能采用無(wú)機(jī)鹽類混凝劑，主要原因是離心機(jī)為封閉式強(qiáng)制脫水，對(duì)進(jìn)泥量有較嚴(yán)格的要求，如果采用無(wú)機(jī)類混凝劑將由于污泥量的增加，使離心機(jī)的脫水能力大大降低。 當(dāng)泥質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)隨時(shí)調(diào)整干污泥的投藥量，保證調(diào)質(zhì)效果。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)混合污泥中活性污泥比例較大時(shí)，應(yīng)立即增大干污泥的投藥量，反之可減少投藥量。如果污泥調(diào)質(zhì)效果下降，離心脫水的固體回收率和泥餅含固量也將隨之降低。
(5)進(jìn)泥量的控制及綜合調(diào)控
每一臺(tái)離心機(jī)都有一個(gè)最大進(jìn)泥量，實(shí)際進(jìn)泥量超過(guò)該值時(shí)，離心機(jī)將失去平衡，并受到損壞，因而運(yùn)行中應(yīng)嚴(yán)格控制離心機(jī)的進(jìn)泥量。在允許的范圍內(nèi)，當(dāng)泥質(zhì)及調(diào)質(zhì)效果一定時(shí)，進(jìn)泥量越大，固體回收率和泥餅含固量越低；反之，進(jìn)泥量降低，則固體回收率和泥餅含固量將提高。另外，每臺(tái)離心機(jī)都有一個(gè)極限最大入流固體量。如果當(dāng)由于進(jìn)泥含固量升高等原因?qū)е氯肆鞴腆w量超過(guò)極限值，將由于扭矩過(guò)大，使離心機(jī)超載而停車。
離心脫水機(jī)的運(yùn)行中，應(yīng)綜合調(diào)整各工藝參數(shù)，獲得最佳的脫水效果。程序如下:
1)確定進(jìn)泥量。進(jìn)泥量應(yīng)保證不使脫水機(jī)超負(fù)荷，故應(yīng)滿足以下條件:
Q0<Qmax (7)
Q0•C0<Mmax (8)
式中，Q0為進(jìn)泥流量(m3/h)；C0為進(jìn)泥濃度(kg/m3)；Qmax為離心脫水機(jī)的最大允許進(jìn)泥量(m3/h)；Mmax為離心脫水機(jī)的最大允許入流固體量(kg/h)。
【實(shí)例分析】某處理廠離心脫水機(jī)的最大允許進(jìn)泥量為5m3/h，最大允許人流固體量為200kg/h。當(dāng)進(jìn)泥量為4.5m3/h，進(jìn)泥含固量為5%時(shí)，請(qǐng)核算該離心機(jī)是否超負(fù)荷。
【解】Q0=4.5m3/h，C0=5%=50kg/m3，Qmax=5m3/h，Mmax=200kg/h。
將以上數(shù)據(jù)代人式(7)和(8)，得
Q0<Qmax(因而入流不超負(fù)荷)
Q0C0=4.5×50=225kg/h
Q0C0Mmax=200kg/h
因而入流固體超負(fù)荷，應(yīng)降低進(jìn)泥量。按照式(8)
Q0=Mmax/C0=200/50=4m3/h
因此，對(duì)于含固量為5%的污泥，進(jìn)泥量應(yīng)小于4m3/h。
2)確定最佳干污泥投藥量，使污泥經(jīng)調(diào)質(zhì)以 后，CST值降低至2Os以下。
3)工藝參數(shù)預(yù)調(diào):將轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速調(diào)到最高；將轉(zhuǎn)速差調(diào)到最大；調(diào)節(jié)溢流堰(堰值)，將液環(huán)層厚度調(diào)到最大；
4)按已確定的泥量進(jìn)泥，待穩(wěn)定運(yùn)行15min以后，測(cè)定泥餅及分離液的含固率，并按式(6)計(jì)算固體回收率。
5)如果固體回收率R大于90%，泥餅含固量Cu〉25%，則進(jìn)行以下調(diào)節(jié):
①逐漸降低轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速，并保持轉(zhuǎn)速差不變，當(dāng)R降至90%時(shí)，停止降低，維持在該轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。
②逐漸調(diào)節(jié)堰板，減小液環(huán)層厚度，當(dāng)R開始下降時(shí)，停止調(diào)節(jié)，維持在該厚度運(yùn)行。
③逐漸降低轉(zhuǎn)速差，并觀測(cè)螺旋的扭矩，當(dāng)扭矩接近允許值時(shí)，停止降低，維持在該轉(zhuǎn)速差運(yùn)行。
④以上調(diào)節(jié)可確定出轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速、液環(huán)層厚度、轉(zhuǎn)速差的合理值，并使R〉90%，Cu〉25%。
6)如果R>90%，Cu<25%。則進(jìn)行以下調(diào)節(jié):
①逐漸降低轉(zhuǎn)速差，當(dāng)Cu〉25%時(shí)，停止降低，維持在該轉(zhuǎn)速差運(yùn)行。
②逐漸減低轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速，當(dāng)R降低至90%時(shí)，停止降低，維持在該轉(zhuǎn)速運(yùn)行。
③逐漸降低液環(huán)層厚度，當(dāng)R開始下降時(shí)，停止降低，維持在該液環(huán)層厚度運(yùn)行。
7)如果R<90%，Cu>25%。則進(jìn)行以下調(diào)節(jié):
①逐漸降低轉(zhuǎn)速差，當(dāng)R>90%時(shí)，停止降低，維持在該值運(yùn)行，但應(yīng)保證扭矩不大于允許最大值。
②逐漸降低轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速，當(dāng)R開始下降時(shí)，停止降低，維持在該值運(yùn)行。
③逐漸降低液環(huán)層厚度，當(dāng)R開始下降時(shí)，停止降低，維持在該值厚度運(yùn)行。
8)如果R〈90%，Cu〈25%。則進(jìn)行以下調(diào)節(jié):
①逐漸降低轉(zhuǎn)速差，當(dāng)R〉90%，且R〉25%時(shí)，則停止降低，維持在該值運(yùn)行。 如果扭矩達(dá)到允許最大值，仍不能使R〉90%時(shí)，R〉25%，則應(yīng)分析污泥調(diào)質(zhì)是否達(dá)到要求的效果或者進(jìn)泥的含固量太低。
②轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速和液環(huán)層厚度的調(diào)節(jié)同第7)步。
以上各步中的R和Cu值與污泥泥質(zhì)有關(guān)系。初沉污泥或初沉消化污泥的Cu一般大于25%，而混合污泥則具體取決于活性污泥所占的比例。離心脫水的工藝控制是一項(xiàng)很復(fù)雜的操作,需進(jìn)行大量的反復(fù)調(diào)試，但只要參數(shù)值控制合理，一般都能得到較滿意 的脫水效果。表8系各種污泥的離心脫水效果，供參考。
離心機(jī)對(duì)各種污泥的脫水效果 表8
污泥種類 泥餅含固量(%) 固體回收率(%) 干污泥加藥量(kg/t)
生污泥 初沉污泥 28～34 90～95 2～3
活性污泥 14～18 90～95 6～10
混合污泥 18～25 90～95 3～7
厭氧消化污泥 初沉污泥 26～34 90～95 2～3
活性污泥 14～18 90～95 6～10
混合污泥 17～24 90～95 3～8
同一臺(tái)離心機(jī)，既可用于脫水也可用于濃縮。正在脫水的離心機(jī)當(dāng)降低干污泥的投藥量并增大轉(zhuǎn)速差時(shí)，可轉(zhuǎn)化為濃縮工作狀態(tài)；反之，正處于濃縮工作狀態(tài)的離心機(jī)當(dāng)增大投藥量并降低轉(zhuǎn)速差時(shí)，可轉(zhuǎn)化為脫水工作狀態(tài)。
3.日常維護(hù)管理 離心脫水機(jī)的日常維護(hù)管理包括以下內(nèi)容:
(1)運(yùn)行中經(jīng)常檢查和觀測(cè)的項(xiàng)目有油箱的油位、軸承的油流量、冷卻水及油的溫度、設(shè)備的震動(dòng)情況、電流讀數(shù)等，如有異常，立即停車檢查。
(2)離心機(jī)正常停車時(shí)，先停止進(jìn)泥，繼而注入熱水或一些溶劑，繼續(xù)運(yùn)行10min以后再停車，并在轉(zhuǎn)軸停轉(zhuǎn)后再停止熱水的注入，并關(guān)閉潤(rùn)滑油系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。當(dāng)離心機(jī)再次起動(dòng)時(shí)，應(yīng)確保機(jī)內(nèi)沖刷干凈徹底。
(3)離心機(jī)進(jìn)泥中，一般不允許大于0.5cm的浮渣進(jìn)入，也不允許65目以上的砂粒進(jìn)入，因此應(yīng)加強(qiáng)前級(jí)預(yù)處理系統(tǒng)對(duì)渣砂的去除。
(4)應(yīng)定期檢查離心機(jī)的磨損情況，及時(shí)更換磨損件。
(5)離心脫水效果受溫度影響很大。北方地區(qū)冬季泥餅含固量一般可比夏季低2～3%，因此冬季應(yīng)注意增加污泥投藥量。
4.異常問(wèn)題的分析與排除
現(xiàn)象一:分離液混濁，固體回收率降低。
其原因及解決對(duì)策如下:
(1)液環(huán)層厚度太薄應(yīng)增大厚度。
(2)進(jìn)泥量太大，應(yīng)降低進(jìn)泥量。
(3)轉(zhuǎn)速差太大，應(yīng)降低轉(zhuǎn)速差。
(4)入流固體超負(fù)荷，應(yīng)降低進(jìn)泥量。
(5)螺旋輸送器磨損嚴(yán)重，應(yīng)更換。
(6)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速太低，應(yīng)增大轉(zhuǎn)速。
現(xiàn)象二:泥餅含固量降低。
其原因及解決對(duì)策如下:
(1)轉(zhuǎn)速差太大，應(yīng)減小轉(zhuǎn)速差。
(2)液環(huán)層厚度太大，應(yīng)降低其厚度。
(3)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速太低，應(yīng)增大轉(zhuǎn)速。
(4)進(jìn)泥量太大，應(yīng)減小進(jìn)泥量。
(5)調(diào)質(zhì)加藥過(guò)量，應(yīng)降低干污泥投藥量。
現(xiàn)象三:轉(zhuǎn)軸扭矩太大。
其原因及解決對(duì)策如下:
(1)進(jìn)泥量太大，應(yīng)降低進(jìn)泥量。
(2)入流固體量太大，應(yīng)降低進(jìn)泥量。
(3)轉(zhuǎn)速差太小，應(yīng)增大轉(zhuǎn)速差。
(4)浮渣或砂進(jìn)入離心機(jī)，造成纏繞或堵塞，應(yīng)停車檢修，予以清除。
(5)齒輪箱出故障，應(yīng)及時(shí)加油保養(yǎng)。
現(xiàn)象四:離心機(jī)過(guò)度震動(dòng)。
其原因及解決對(duì)策如下:
(1)潤(rùn)滑系統(tǒng)出故障，應(yīng)檢修并排除。
(2)有浮渣進(jìn)入機(jī)內(nèi)，纏繞在螺旋上，造成轉(zhuǎn)動(dòng)失衡，應(yīng)停車清理。
(3)機(jī)座松動(dòng)，應(yīng)及時(shí)修復(fù)。
現(xiàn)象五:能耗增加電流增大。
其原因及解決對(duì)策如下:
(1)如果能耗突然增加，則離心機(jī)出泥口被堵塞，主要是轉(zhuǎn)速差太小，導(dǎo)致固體在機(jī)內(nèi)大量積累；可增大轉(zhuǎn)速差，如仍增加，則停車修理并清除。
(2)如果能耗逐漸增加，則說(shuō)明螺旋輸送器被嚴(yán)重磨損，應(yīng)予以更換。
5.分析測(cè)量與記錄
離心脫水機(jī)運(yùn)行需分析的項(xiàng)目有:進(jìn)泥含固量、泥餅含固量、濾液的SS、每班至少一次。
每班應(yīng)進(jìn)行下列項(xiàng)目的計(jì)算:總?cè)肓鞴腆w量,固體回收率,干污泥投藥量，處理每1000kg污泥的能耗。
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